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ESP32 PWM
ESP32 PWM
脈寬調制（PWM）
脈沖寬度調制（PWM）是一種創建可控制的波形數字信號以用于各種應用的技術。在不同的微控制器設備中實現硬件PWM的設計有不同的變化。但是它們在最終輸出和用法方面基本上是相同的。
PWM內部硬件以及PWM如何工作？
這是典型PWM外設的通用硬件圖。
如上圖所示，PWM信號發生器的主要組件是定時器模塊。計時器由來自主系統時鐘的時鐘信號提供時鐘。并且它在每個時鐘周期從0開始計數，并遞增1。
當定時器遞增計數時，其值正由兩個比較器進行比較。如果達到占空比寄存器的值，則會生成一個匹配信號，該信號會復位引腳狀態，使其變為LOW。定時器將繼續計數直到達到周期寄存器的值，然后另一個比較器將產生一個匹配信號，該信號將PWM引腳設置為高電平狀態。計時器返回到0，重復該過程，依此類推！
PWM信號屬性
典型的PWM信號具有以下屬性，我們可以通過對微控制器的PWM外設的寄存器進行編程來控制它們。例如PWM頻率，PWM分辨率和PWM占空比。通過更改PWM的占空比參數，脈沖的寬度也會發生變化。因此，波形的平均電壓也會發生變化，這會產生某種可控的模擬輸出（不完全是）。
PWM頻率僅為1 / T，其中T是每個周期的周期。您可以根據要控制的頻率將頻率設置為所需的任何值。在以后的教程中，我們將對此進行更深入的研究，但是現在，我們希望對LED進行調光。因此，對于該應用，1kHz的PWM頻率就足夠了。
最后一個PWM參數，分辨率是衡量我們可以控制多少個離散占空比的指標。查看上面的GIF圖像，您會注意到PWM占空比在每個級別上都增加了10％。因此，占空比的總控制離散級別為10個級別。PWM分辨率= log2（Num_of_Levels）= log2（10）= 3.3位。
將分辨率設置為8位將使我們的總占空比等級= 2 n，其中n是分辨率（以位為單位）。因此，占空比整個范圍為2 8 = 256級。因此，占空比值范圍為[0 – 255]。分辨率越高，控制占空比越精細。
ESP32硬件PWM
在本部分中，我將為您介紹ESP32 LED PWM外設的硬件功能，它的工作方式以及它具有什么樣的功能。因此，您可以根據自己的特定應用程序需求以有效的方式使用它。
ESP32 PWM引腳
ESP32 PWM硬件有16個不同的通道，而不是管腳。您可以將這些通道中的任何一個分配給所需的任何GPIO引腳。但是它必須具有輸出驅動器，或者換句話說，它應該能夠作為輸出引腳工作。
在我們的ESP32開發板上，除4個引腳外，所有GPIO引腳均可配置為以輸出模式運行。這些引腳僅用于輸入，因此它們不支持PWM功能。您可以避免使用這些別針，并且可以自由使用其他任何別針。
請參考此ESP32 devkit開發板引腳圖。
（如果不清楚，請右鍵單擊并在新標簽頁中將其打開以查看大圖）
ESP32 PWM通道
ESP32 PWM控制器主要用于控制LED的強度，盡管它也可以用于生成其他目的的PWM信號。它具有16個通道，可以生成獨立的PWM波形。
ESP32 PWM控制器有8個高速通道和8個低速通道，總共有16個通道。根據速度將它們分為兩組。每個組有4個計時器/ 8個通道。這意味著每兩個通道共享一個相同的計時器。因此，我們無法獨立控制每對通道的PWM頻率。
這是數據手冊中的ESP32 PWM硬件圖。
因此，這意味著我們有16個通道可以獨立控制其PWM占空比。但是頻率必須在路由到同一計時器的每對通道之間共享。如果您需要8個以上具有不同頻率的不同PWM信號，則應考慮尋找外部解決方案（例如I2C PWM控制器IC）。
您可以使用ESP32 PWM引腳來控制許多設備，從小型LED到使用MOSFET驅動器以及類似功能的大功率電機。在本節中，我將逐步介紹如何配置和控制PWM輸出引腳。
步驟1 –確定要使用的[0 – 15] PWM通道。
步驟2 –決定將GPIO引腳路由到此PWM Ch信號。
步驟3 –使用此功能將該PWM Ch分配給選定的GPIO引腳。
步驟4 –確定所選通道[1Bit – 16Bits]所需的PWM分辨率。將分辨率設置為8Bits，可以得到一個占空比范圍[0 – 255]。將其設置為10Bits時，范圍為[0 – 1023]。等等！
步驟5 –確定所選通道所需的PWM頻率。它可以是任何東西，但對于我們的LED調光示例，我們將其設置為1kHz或（1000Hz）。
步驟6 –使用此功能以選定的頻率和分辨率配置此PWM通道。
ledcSetup （PWM_Ch，PWM_Freq，PWM_Res ）;
步驟7 –現在，您可以使用下面的此功能通過更改占空比來控制此PWM引腳。
ledcWrite （PWM_Ch，DutyCycle ）;